1,3-和1,4-环己亚硝酸二酯电子轰击解离的结构效应

烷基亚硝酸二酯是一种重要的亚硝化剂,也是大气中NO_x污染物的来源之一,近年来引起了人们的广泛关注. 烷基亚硝酸二酯中两个ONO官能团对分子反应活性的影响以及在化学反应中的作用尚不清楚. 本文用电子碰撞电离质谱研究了1,3-环己亚硝酸二酯和1,4-环己亚硝酸二酯的解离过程. 实验结果发现两种结构异构体的分解产物不同：除了亚硝酸酯的特征碎片NO⁺(m/z=30)外,对于1,3-异构体,碎片离子m/z=43和71的丰度最高;而对于1,4-异构体,电子碰撞电离质谱谱图中解离产物m/z=29、57、85和97的强度较大. 对中性分子、分子离子以及中间产物的结构和电荷计算结果显示,1,3-环己亚硝酸二酯的分解清楚地显示出两步解离机制,即母体阳离子M⁺首先失去一个NO,然后中间离子(M-NO)⁺通过两个αC-βC键的断裂打开六元碳环;对于1,4-环己亚硝酸二酯,除了两步分解机制之外,还可以直接从母体阳离子M⁺发生αC-βC键的裂解. 研究结果有助于理解在大气反应及亚硝化合成反应中烷基亚硝酸二酯的分子结构对反应历程的影响.     

亚硝酸烷基二酯的解离机理研究

亚硝酸烷基二酯(ONORONO)由于其双官能团的特殊性具有极高活性而在大气中极易产生烷氧自由基和氮氧化物,从而导致光化学污染和温室效应等,因此研究亚硝酸烷基二酯的解离机理对理解其在大气中的光化学及热化学作用过程具有着重要意义。本文采用气质联用等方法(GC-MS)研究了六种二酯(1,2-、1,3-亚硝酸丙二酯,1,2-、1,3-、2,3-和1,4-亚硝酸丁二酯)在70eV的电子轰击能量下的解离机理,发现其断裂碎片对二酯的结构具有着特征性指示作用,并结合理论计算对其不同产物碎片所对应的解离路径进行了讨论及分析。     

亚硝酸环己二酯光解离过程的激光诱导荧光光谱研究

亚硝酸烷基二酯是大气中烷氧自由基和氮氧化物的主要光化学来源,研究亚硝酸烷基二酯的光解过程对于监测大气中的化学过程以及防止污染改善环境具有重要意义。本文在超声射流条件下,采用355nm激光光解1,2-,1,3-,1,4-亚硝酸环己二酯,得到在26 500~30 000cm~(-1)范围内的激光诱导荧光(LIF)激发光谱,并结合理论计算对其光谱载体进行了讨论和分析。     

环戊酮光电离解离的实验和理论研究（英文）

本文介绍了真空紫外光电离质谱结合理论计算研究环戊酮单分子的光电离解离过程,在9.0～15.5 eV能量范围内,测量了环戊酮离子及其碎片离子的光电离效率曲线.通过光电离效率曲线,将环戊酮分子的电离能确定为9.23±0.03eV,并确认碎片离子为:C_5H_7O~+,C_4H_5O~+,C_4H_8~+,C_3H_3O~+,C_4H_6~+,C_2H_4O~+,C_3H_6~+, C_3H_5~+,C_3H_4~+, C_3H_3~+, C_2H_5~+,C_2H-4~+.利用量子化学计算方法,在ωB97X-D/6-31+G(d,p)理论水平基础上,提出了C_5H_8O~+的解离机制.通过对环戊酮解离路径的分析,发现开环和氢迁移过程为环戊酮离子解离的主要路径.     

BrCN分子的电子碰撞离子对解离（英文）

离子对解离是一类重要的分子过程,常发生于分子被激发到超激发态.与光激发的离子对解离实验研究不同,电子碰撞的相关过程研究尚存在实验挑战,特别是在测定其阈值方面.本文报道了相关的利用单色化电子碰撞分子的实验研究进展.以BrCN→Br~-+CN~+离子对解离为例,根据CN~+离子出现能测定其解离阈值为13.78 eV,同时在16.09 eV获得了CN~+离子的时间切片速度影像且显示出动量分布的各向异性.     

基态α-环己二酮最优解离路径中环状异构体的红外光谱分析

在CCSD(T)//B3LYP/6-311++G(d,p)理论水平上研究了基态α-环己二酮（α-CHD）到环戊酮（c-C5H8O）和一氧化碳（CO）的光解离反应势能面（PES）,并计算了沿反应路径各环状异构体的红外光谱。从过渡态的相对能量、高能势垒的数目两个方面,并结合红外光谱研究结果确定了α-CHD→c-C5H8O+CO的最优光解离路径。对其势能面上的环状异构体进行了红外光谱分析,给出各异构体的振动频率、振动强度和主要的振动模式,与实验结果吻合较好。计算结果为基态α-CHD提出了一条新的最优解离路径,同时丰富了其环状异构体的光谱信息。     

二（2-乙基己基）磷酸对钼（VI）的萃取

裂变Mo（VI）的提取可分为两大步骤：Mo（VI）的粗分离和Mo（VI）的纯化。Mo（VI）的粗分离方法有很多。文中采用了二（2-乙基己基）磷酸（D2EHPA）溶剂萃取法，研究了D2EHPA在硝酸体系中对钼（VI）的萃取行为。     

不同压强下BiI_3的电子结构和光学性质（英文）

基于密度泛函理论研究了压强对BiI_3的结构、电子和光学性质的影响,研究过程中考虑了自选轨道耦合(SOC)效应.计算的能带结果表明:在0 GPa条件下,BiI_3具有1.867电子伏特的间接带隙,随压强的提升带隙值降低;施加压强也能增强BiI_3的光吸收系数和光电导率.在0 GPa条件下,BiI_3的吸收系数为4×10~5cm~(-1),光电导率为3×10~3Ω~(-1)·cm~(-1),因此BiI_3可作为光伏应用的备选材料.     

2-甲基-2-丙烯-1-醇的光电离解离研究（英文）

利用可调谐真空紫外同步辐射和分子束实验装置在8.0～15.5 eV的光子能量范围内,研究2-甲基-2-内烯-1-醇的光电离解离.测出母体离子和碎片离子:C_4H_8O~+、C_4H_7O~+、C_3H_5O~+、C_4H_7~+、C_4H_6~+、C_4H_5~+、C_2H_4O~+、C_2H_3O~+、C_3H_6~+、C_3H_5~+、C_3H_3~+、CH_3O~+和CHO~+的光电离效率曲线,并获得母体分子的电离能和碎片离子的实验出现势.在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平上,计算光电离过程中母体分子、过渡态和中间体的稳定结构.采用CCSD(T)/cc-pVTZ耦合簇方法计算零点能,得到母体电离能和碎片离子的出现势.通过实验和理论研究,提出2-甲基-2-丙烯-1-醇的光解离路径,分子内氢转移是其中大部分解离途径中的主要过程.     

异二氯乙烯价壳层轨道电子结构的电子动量谱研究（英文）

本文报道了异二氯乙烯分子价壳层轨道电子结构的电子动量谱研究.实验由一台(e,2e)电子动量谱仪在非共面对称的几何条件下开展,入射电子能量为1200 eV.实验获得了异二氯乙烯价壳层各个轨道的电离能谱和电子动量分布.采用Hartree-Fock方法和密度泛函方法结果与实验数据基本一致.研究发现,干涉效应会对2a_2和5b_2这两个Cl孤对电子轨道的电子动量分布产生显著影响.     

Cu（001）表面CO吸附的电子结构效应

本文应用Ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ方法，计算了ＣＯ在Ｃｕ（００１）表面不同位置（顶位、桥位和空位）吸附的电子结构，分析了ＣＯ与Ｃｕ表面原子之间的键作用。分析表明ＣＯ在顶位吸附时，Ｃｐｘ（ｐｙ）－Ｃｕｄｓ（１号）和Ｃｐｘ（ｐｙ）－Ｃｕｄ２（ｄｓ）（２号）之间存在较强的键作用，这有利于ＣＯ在顶位吸附。桥位和空位吸附时，ＣＯ与表面原子形成的键较弱，是不稳定的。计算结果得到了实验的支持。     

固体核磁共振研究半晶聚-3-羟基丁酸酯和聚羟基丁酸戊酸酯的分子动力学（英文）

本文在150～370 K温度范围内,采用固体核磁共振(NMR)测定了半晶聚-3-羟基丁酸酯(PHB),以及3-羟基戊酸酯单体质量分数分别为5%(PHBV5)和12%(PHBV12)的聚羟基丁酸戊酸酯共聚物在实验室坐标系和旋转坐标系条件下质子的自旋-晶格弛豫时间T_1和T_(1ρ).通过弛豫时间随温度变化的理论拟合,分别获得上述半晶聚合物晶区和结晶区的分子动力学参数(包括E_a和t_0).这些结果从分子水平上阐述了PHB结构修饰和增强的原因.     

电子结构方法中带结构特征值问题的统一视角（英文）

在(相对论)电子结构方法中,四元数矩阵特征值问题和计算激发能的线性响应(Bethe-Salpeter)特征值问题是两个经常出现的结构特征值问题.尽管前一个问题已被十分仔细地研究,后一个问题在一般形式下,即不假设电子Hessian正定性的复矩阵情况,并没有得到完全的理解.鉴于它们非常相似的数学结构,本文从一个统一的角度研究了这两个问题,揭示了它们特征向量的"李群"结构,为将来设计对角化算法和数值优化方法提供了一个统一的框架.利用和处理四元数矩阵特征值问题相同的归约算法,本文给出了表征线性响应问题特征值(实数、纯虚、或复数)的充分必要条件.这一结果可以看作是实矩阵情况下已知条件的自然推广.     

基于单劈裂环-双劈裂盘结构的多重磁Fano共振（英文）

采用有限元方法对单劈裂环-双劈裂盘纳米结构的表面等离激元共振进行了理论研究.当入射光垂直于结构表面时,亮磁模式和暗磁模式相互干涉会产生磁Fano共振.当双劈裂盘、空腔和单劈裂环的间隙同时沿x轴负方向偏移时,可产生高阶磁模式和双重磁Fano共振.在此结构的基础上,进一步调节单劈裂环的间隙宽度,可以在近红外区域增强磁模式的强度,并产生三重磁Fano共振;同样地,通过调节双劈裂盘的上劈裂角,在可见光区域可得到新的高阶磁模式,并产生三重磁Fano共振.此外,该结构的最大灵敏度和磁场增强分别达到1 400nm/RIU和69.7倍.这些光学特性使得该结构在超灵敏度生物传感器和多控磁Fano开关领域具有潜在的应用价值.     

凝聚相中电子相干态的二维电子光谱测量（英文）

可见光波段的傅里叶变换二维电子光谱可用于对凝聚相分子复杂动力学过程的直接测量,包括量子相干现象.本文在对二维电子光谱原理的理解和对其物理本质更为直觉描述间做了一些铺垫,起到普及二维电子光谱的作用.重点阐述了二维电子光谱在测量电子相干态过程中是如何克服来自于量子力学原理的两大限制,即不确定性原理和测量导致的波包坍缩,并最终实现以本征态能级差为量子拍频的相干态测量.重点讨论了纯电子态相干、电子态与单模振动态耦合的相干,以及电子态与多模振动耦合形成的相干态所导致的复杂的量子相干现象.最后简要讨论了区分电子态相干及电子态-振动态耦合相干态的最新实验进展.     

K_2AgF_4和Cs_2AgF_4的电子结构和磁性（英文）

采用第一性原理计算我们研究了Jahn-Teller(JT)畸变诱导下K2AgF4和Cs2AgF4中的轨道有序和磁性.K2AgF4的基态是层内反铁磁态(AFM2),此时最近邻的Ag2+磁矩互为反平行,而它们的轨道则是相互平行的.Cs2AgF2+4的基态是层间反铁磁态(AFM1),同一AgF2层中的Ag2+磁矩相互平行,与近邻的AgF2层中Ag磁矩互为反平行.这两种体系磁性基态都可以用Goodenough-Kanamori规则进行很好的解释.     

β-PTCDA的电子结构和光学性质的第一性原理计算（英文）

基于密度泛函理论,采用第一性原理赝势平面波方法研究了β-PTCDA分子晶体的能带结构、分波态密度和光学性质,通过分析不同种类原子的不同电子态在不同电子能级中的贡献,获得β-PTCDA分子晶体的光频介电常数、光吸收系数、折射率和能量损失函数等随光频的变化规律.结果表明:β-PTCDA作为一种直接带隙的窄带隙有机半导体,对费米能级贡献较大的电子轨道为苝核的C 2p以及O 2p电子态,即价带顶;对导带底贡献较大的为C 2p及O 2p电子态,包括酸酐C原子;其在光子能量为2~10eV的区域具有强的光吸收特性,以及明显的双轴各向异性;在介电函数实部ε1(ω)0的光频区域,β-PTCDA分子晶体具有各向异性电导率,且与能量损失函数相一致.     

杂环分子-吗啉在同步辐射真空紫外光下的光电离解离研究（英文）

本文采用同步辐射真空紫外光电离质谱法和理论计算方法,研究了吗啉单体的光电离、解离及随后的裂解反应.实验测得吗啉单体的垂直电离能为8.37 eV(±0.05),与理论计算值8.41 eV相当吻合.实验观察到荷质比为86、57和29的吗啉碎片离子.实验和理论结果表明:荷质比为86的碎片是通过失去氢原子而产生的,而荷质比为57的碎片是通过开环消除CH_2O而形成的;荷质比为29的碎片是通过消除C_2H_4从碎片离子(C_3H_7N)~+(m/z=57)进一步解离而产生的.这一发现为研究脂肪族化合物的光损伤提供了有价值的见解,可能被转化为活细胞和其他生物系统.     

BaTi_2Bi_2O的电子结构与磁性（英文）

采用第一性原理计算,我们对BaTi2Bi2O材料的电子结构和磁性做了详细的研究.其非磁性态的计算结果显示,费米能级处的态密度主要来自d2 z,d x2-y2和dxy三个轨道的电子.费米面主要有三部分组成,并且将其沿着矢量q1=(π/a,0,0)和q2=(0,π/a,0)平移时,第三部分费米面(沿着X-R连线)与第一部分费米面(M-A连线)a嵌套明显,计算得出磁化系数χ0(q)值出现在在X点出现峰值,这一点与峰M点的FeAs基超导体不同.上述磁化率峰值可以诱导产生自旋密度波,这使得BaTi2Bi2O的磁性基态是能量基本简并的bi-collinear antiferromagnetism(AF3)与blocked checkerboard antiferromagnetism(AF4)磁性态.随着空穴掺杂,χ0(q)的峰值降低并且变得有些不对称,而电子掺杂则导致峰值变大.一般认为超导序和磁性序相互竞争,当自旋涨落被完全压制时,超导出现,这正好可以解释为什么超导只能出现在空穴掺杂型化合物而非电子掺杂型里.     

四方、单斜和正交Ge_3N_4的结构、电子结构和热力学性质（英文）

数值计算了四方、单斜和正交结构Ge_3N_4的点阵常数、晶胞体积、弹性模量、维氏硬度和态密度.计算结果与已有的实验数据和理论值符合得很好.形成焓为负、晶格形变和晶胞体积随压强呈线性变化,表明三种相在0~20 GPa压强范围内可以保持结构稳定.态密度研究表明三种氮化锗内部存在强烈的s-p杂化.三种相都属于脆性半导体材料,具备各向异性且硬度适中.采用包含原子振动和非谐效应的准谐波近似方案,研究材料的热力学性质,发现压强对赫姆霍兹自由能和内能有显著影响.结果为进一步理解氮化锗三种新结构的电子结构和热力学性质提供初步的物理图像.